TW201545596A

TW201545596A - 在無線網路中進行設備到設備的廣播通信的方法

Info

Publication number: TW201545596A
Application number: TW104112867A
Authority: TW
Inventors: Yong Liu; Dong Li; hai-you Guo; Yun Deng
Original assignee: Alcatel Lucent
Priority date: 2014-05-08
Filing date: 2015-04-22
Publication date: 2015-12-01
Also published as: CN105101043A; KR20160149278A; TWI565351B; WO2015173644A1; KR101915159B1; CN105101043B; EP3141067A1

Abstract

本發明提供了一種在無線通訊網路的使用者設備處用於進行設備到設備廣播通信的方法，該方法包括以下步驟：確定傳輸模式集，所述傳輸模式集包括Walsh矩陣H1和第一矩陣H2中除第一行以外的所有行，其中所述第一矩陣H2等於所述Walsh矩陣H1和-1的乘積；從所述傳輸模式集中確定一行；以及根據所確定的行對應的傳輸模式進行設備到設備廣播，其中所述傳輸模式為：依次基於所述所確定的行中的每一個元素進行以下操作：當該元素為第一值時，進行廣播發送；當該元素為第二值時，進行廣播接收。

Description

在無線網路中進行設備到設備的廣播通信的方法

本發明關於移動通信技術，尤其關於一種在無線網路中進行設備到設備的廣播通信的方法以及相應的使用者設備。

設備到設備(Device-to-Device,D2D)通信已經被引入作為蜂窩網的LTE-Advanced重要增強項目。在3GPP中已經實施了相關的標準化來研究設備發現(device discovery)和直接通信技術。

對於D2D直接通信，Release 12中將優先考慮在覆蓋範圍外的廣播通信。D2D廣播通信的關鍵任務在於支持VoIP業務。需要儘量遠地廣播資料包來到達使用者設備。為了增加覆蓋範圍，對於廣播VoIP的資料包窄帶(2個或3個物理資源塊)是適合的。對於較大的通道頻寬(10MHz頻寬下的50個物理資源塊)，需要對多個使用者設備進行頻域複用廣播傳輸來充分地使用可用的頻譜資源。然而，這會引起半雙工的限制和帶內洩漏，這將影響廣播性能。

基於上述考量，本發明提供了一種用於D2D廣播通信的方案。

根據本發明的第一態樣提出了一種在無線通訊網路的使用者設備處用於進行設備到設備廣播通信的方法，該方法包括以下步驟：確定傳輸模式集，所述傳輸模式集包括Walsh矩陣H₁和第一矩陣H₂中除第一行以外的所有行，其中所述第一矩陣H₂等於所述Walsh矩陣H₁和-1的乘積；從所述傳輸模式集中確定一行；以及根據所確定的行對應的傳輸模式進行設備到設備廣播，其中所述傳輸模式為：依次基於所述行中的每一個元素進行以下操作：當該元素為第一值時，進行廣播發送；當該元素為第二值時，進行廣播接收。

較佳地，所述傳輸模式集包括所述Walsh矩陣H₁和所述第一矩陣H₂中的偶數行。

在此，為諸如3MHz和5MHz的窄帶通道中的D2D廣播設計了用於選擇適合的傳輸模式的機制，以提供額外的優點。通過這種機制，VoIP資料包的傳輸可以更均勻地分佈，這將有助於實現時間分集。進一步地，這種機制將有助於減少VoIP資料包的傳輸延遲。

根據本發明的第二態樣提出了一種在無線通訊網路中用於進行設備到設備廣播通信的使用者設備，所述使用者設備包括：確定傳輸模式集裝置，用於確定傳輸模式集，所述傳輸模式集包括Walsh矩陣H₁和第一矩陣H₂中除第一行以外的所有行，其中所述第一矩陣H₂等於所述Walsh矩陣H₁和-1的乘積；行確定裝置，用於從所述傳輸模式集中確定一行；以及廣播裝置，用於根據所確定的行對應的傳輸模式進行設備到設備廣播，其中所述傳輸模式為：依次基於所述行中的每一個元素進行以下操作：當該元素為第一值時，進行廣播發送；當該元素為第二值時，進行廣播接收。

在本發明中關於了一種用於構建傳輸模式集的方法。在此，傳輸模式的總數量為(N-1)*2個。N為Walsh矩陣的階數。這將減少資源配置時候的碰撞概率，並且增加傳輸模式的選擇。與此同時，依據本發明的傳輸模式集仍保持基於Walsh矩陣的傳輸模式集的特性。透過為D2D廣播通信使用上述傳輸模式解決了半雙工限制，並且有助於減輕在接收側使用者設備處的帶內洩漏。

本發明的各個態樣將通過下文中的具體實施例的說明而更加清晰。

透過閱讀參照以下附圖所作的對非限制性實施例所作的詳細描述，本發明的其它特徵、目的和優點將會變得更加明顯：圖1示出了根據本發明的一個實施例的構建基於Walsh 矩陣的傳輸模式集的示意圖；圖2示出了根據本發明的一個實施例的基於Walsh矩陣的傳輸模式集的示意圖；圖3示出了根據本發明的一個實施例的進行設備到設備的廣播通信的方法流程圖；圖4示出了根據本發明的一個實施例的傳輸模式集中的兩個矩陣中的對應行之間的關係的示意圖；圖5示出了根據本發明的一個實施例的傳輸模式集中的兩個矩陣中的任意行之間的關係的示意圖；圖6示出了根據本發明的一個實施例的基於Walsh矩陣的傳輸模式集的傳輸模式示意圖；圖7示出了根據本發明的另一個實施例的基於Walsh矩陣的傳輸模式集的傳輸模式示意圖；圖8示出了根據本發明的又一個實施例的構建基於Walsh矩陣的傳輸模式集的示意圖；圖9示出了根據本發明的又一個實施例的基於Walsh矩陣的傳輸模式集的傳輸模式示意圖；以及圖10示出了根據本發明的一個實施例的使用者設備的示意圖。在圖中，貫穿不同的示圖，相同或類似的附圖標記表示相同或相對應的部件或特徵。

首先，設備到設備廣播通信的設計需要考慮下列因素：第一，仍將使用LTE幀結構來保持與傳統的蜂窩網通信的相容性。

1.在LTE中資源分佈在時間-頻率層面。

2.在LTE中最小調度(資源配置)單元包括一個子訊框內的兩個時間上連續的資源塊，其被稱為物理資源塊對。設備到設備廣播通信的資源配置單元應該是物理資源塊對的倍數。

對於D2D通信，要求能夠盡可能遠地向使用者設備廣播資料包。為了增加覆蓋範圍，對於廣播VoIP的資料包窄帶(2個或3個物理資源塊)是適合的。對於較大的通道頻寬(10MHz頻寬下的50個物理資源塊)，需要對多個使用者設備進行頻域複用廣播傳輸來充分地使用可用的頻譜資源。

第二，該設計應當有效地適合VoIP業務，這是D2D廣播通信的最基本的業務類型。VoIP業務具有如下屬性：

1. VoIP業務是週期性的。解碼幀的長度為20ms，這意味著語音編碼器每20ms產生語音資料包。談話的平均間隔為2.5秒。

2. 在包頭壓縮的情況下，每個談話幀的語音負載是328比特。

3. VoIP業務的端對端的延遲的要求為200ms。扣除所需的處理時間，D2D廣播通信(單向)的VoIP資料包可允許的傳輸延遲為大約160ms。

圖1示出了根據本發明的一個實施例的構建基於Walsh矩陣的傳輸模式集的示意圖。在圖1中示例性地將Walsh矩陣的階層N設置為8。

如圖1所示，首先選擇一個Walsh矩陣H₁，其具有階層N。

其次，將Walsh矩陣H₁與-1相乘得出第一矩陣H₂。

最後，如圖2所示，Walsh矩陣H₁與第一矩陣H₂中的除了第一行的所有其餘行構成了傳輸模式集。

該傳輸模式集中的每行可以由使用者設備使用。每行中的每個元素可以用來確定在一個子訊框處該使用者設備進行廣播發送還是進行廣播接收。例如對於+1元素，使用者設備可以進行廣播發送，而對於-1元素，該使用者設備可以進行廣播接收。由此，一行構成了對應一個傳輸模式。

圖3示出了根據本發明的一個實施例的在使用者設備處進行設備到設備的廣播通信的方法流程圖。

如圖3所示，在步驟S11中，使用者設備確定傳輸模式集。該傳輸模式集包括Walsh矩陣H₁和第一矩陣H₂中除第一行以外的所有行，其中所述第一矩陣H₂等於所述Walsh矩陣H₁和-1的乘積。

在本發明的一個實施例中，使用者設備和基地台可以預先定義相應的傳輸模式集，並且將其預先配置在使用者設備處。當使用者設備需要進行廣播通信時，將調用傳輸模式集。

替代地，基地台可以確定傳輸模式集，並且將所確定的傳輸模式集通過第一指示資訊發送給使用者設備。接著，使用者設備可以根據第一指示資訊確定傳輸模式集。該第一指示資訊例如可以在調度過程中進行發送。

仍參見圖3，在步驟S12中，使用者設備從傳輸模式集中確定一行。

這例如也可以通過如下方式實現：例如，使用者設備從基地台接收第二指示資訊，該第二指示資訊指出相關的行。然後，使用者設備根據第二指示資訊從傳輸模式集中確定行。在此，由基地台根據例如傳輸模式集中的使用情況為各個使用者設備確定了相應的行，以便進行相應的廣播。

替代地，使用者設備自身也可以根據預定條件從傳輸模式集中確定行。這些預定條件包括傳輸模式集中的各行的當前使用情況；當前感興趣的來自其他使用者設備的廣播；和/或當前通道的品質。例如當使用者設備對另一個使用者設備的廣播特別感興趣時，其可以選擇相應適合的行來在對應的子訊框處進行接收。反之，當使用者設備對另一個使用者設備的廣播不感興趣時，其可以選擇相應適合的行來在對應的子訊框處進行廣播發送。

在步驟S13中，使用者設備根據所確定的行對應的傳輸模式進行設備到設備廣播。如上所述，該傳輸模式為依次基於所確定的行中的每一個元素進行以下操作：當該元素為第一值(例如+1)時，進行廣播發送；當該元素為第二值(例如-1)時，進行廣播接收。

圖4示出了根據本發明的一個實施例的傳輸模式集中的兩個矩陣中的對應行之間的關係的示意圖。圖5示出了根據本發明的一個實施例的傳輸模式集中的兩個矩陣中的任意行之間的關係的示意圖。

下文將參照圖4至圖5至對傳輸模式集的屬性進行相關說明，以H(i,：)表示矩陣H中的第i行。

1. 對於Walsh矩陣H₁與第一矩陣H₂中的除了第一行的任意行，即H₁(i,：)和H₂(i,：)，i≠1，一半的元素為+1，而另一半的元素為-1。

2. 對於Walsh矩陣H₁與第一矩陣H₂中的除了第一行的任意兩個相對應的行(例如圖4中的示出的兩個第三行)，亦即H₁(i,：)和H₂(i,：)，i≠1，具有N/2對{+1,-1}和N/2對{-1,+1}。在此，由於圖4中選取的Walsh矩陣的階層為8，因此存在4對{+1,-1}和4對{-1,+1}。

3. 對於Walsh矩陣H₁與第一矩陣H₂中的除了第一行的任意兩行，也即H_m(i,：)和H_n(j,：)with i≠j≠1，也即這兩行可以來自相同的矩陣，也可以來自不同的矩陣。在圖5中示例性地選取了4種情況：Walsh矩陣H1中的第三行與第六行、第一矩陣H2中的第三行與第六行、Walsh矩陣H1 中的第三行與第一矩陣H2中的第六行、以及Walsh矩陣H1中的第六行與第一矩陣H2中的第三行。通過觀察圖5可以清楚地得出，在此情況下具有N/4對{+1,-1}和N/4對{-1,+1}。在此，由於圖5中的選取的Walsh矩陣的階層為8，因此存在2對{+1,-1}和2對{-1,+1}。

為了改善鏈路層面的性能，需要VoIP資料包的重傳，並且需要在時域上展開。可以預先將VoIP資料包的可能進行傳輸的子訊框的數量設置為N。也可以預先設置連續的進行傳輸的子訊框之間的差，其可以相同(Np_1=Np_2=...=Np_(N-1))或者不同。基於Walsh矩陣H₁與第一矩陣H₂中的除第一行的某行中的元素，使用者設備可以確定在各個傳輸子訊框是進行廣播發送還是廣播接收。

圖6示出了根據本發明的一個實施例的基於Walsh矩陣的傳輸模式集的傳輸模式示意圖。在此假定使用者設備1基於Walsh矩陣H₁中的第三行進行廣播傳輸，而使用者設備2基於第一矩陣H₂中的第六行進行廣播傳輸。基於如上所述的兩個矩陣的性質，該廣播傳輸具有如下特性：

1. 每個使用者設備將廣播VoIP資料包N/2次。

2. 對於使用不同的行，也即不同的傳輸模式的兩個使用者設備，使用者設備1能夠至少N/4次地接收到來自使用者設備2的廣播，反之亦然。這就解決了半雙工問題。

在此，如果傳輸模式是基於不同的矩陣中的除了第一行之外的相對應的行，也即H₁(i,：)和H₂(i,：)，其中i≠1，則使用者設備1能夠N/2次地接收到來自使用者設備2的廣播，反之亦然。

在此，如果傳輸模式是基於兩個矩陣中的除了第一行的任意兩行，也即H_m(i,：)和H_n(j,：)，其中i≠j≠1，則使用者設備1能夠N/4次地接收到來自使用者設備2的廣播，反之亦然。

在此，可用的傳輸模式的數量為(N-1)*2個。

圖7示出了根據本發明的另一個實施例的基於Walsh矩陣的傳輸模式集的傳輸模式示意圖。如果傳輸模式基於矩陣H₁和H₂中的兩個對應的行，則所有可能傳輸的子訊框都能夠被利用。在圖7的示例中，使用者設備1使用矩陣H₁中的第三行，使用者設備2使用矩陣H₂中的第三行。使用者設備3使用矩陣H₁中的第六行，使用者設備4使用矩陣H₂中的第六行。

透過使用傳輸模式集，VoIP資料包的多次傳輸能夠分散在時域，這將減輕接收使用者設備側的帶內洩漏。一旦選擇了傳輸模式集中的相應的行，對應的傳輸模式也將固定。固定的傳輸模式將便利使用者設備側的資料包的接收。同時，當在資料傳輸之前在調度過程中已經確定傳輸模式資訊時，將減少信令的開銷。

對於較小的通道頻寬，例如3MHz(15個資源塊)和5MHz(25個資源塊)，可以不必使用上述傳輸模式集中的每行。對於這種情況，可以進一步地縮小傳輸模式集以提供額外的優點。

圖8示出了根據本發明的又一個實施例的構建基於Walsh矩陣的傳輸模式集的示意圖。在此，將選擇Walsh矩陣H₁中與第一矩陣H₂中的偶數行作為傳輸模式集。這將提供下述優點：

1. 這將使得VoIP資料包的傳輸分佈地更加均勻，從而獲得時間分集。

2. 實現了非連續接收，連續傳輸之間的間隔(以子訊框為單位)需要被設置得足夠大以保證對於每個VoIP資料包具有充足的解碼時間。這種機制減小了VoIP資料包的整體傳輸延遲。

圖9示出了根據本發明的又一個實施例的基於Walsh矩陣的傳輸模式集的傳輸模式示意圖。在此，使用者設備1使用Walsh矩陣H₁中的第二行，使用者設備2使用第一矩陣H₁中的第四行。在此，Np_1,Np_3,...,Np_(N-1)能夠被設置為1，這意味著兩個連續的可能進行傳輸的子訊框之間沒有間隔。

圖10示出了根據本發明的一個實施例的使用者設備的示意圖。如圖10所示，該使用者設備包括確定傳輸模式集裝置、行確定裝置和廣播裝置。

確定傳輸模式集裝置，用於確定傳輸模式集，傳輸模式集包括Walsh矩陣H₁和第一矩陣H₂中除第一行以外的所有行，其中第一矩陣H₂等於Walsh矩陣H₁和-1的乘積。

較佳地，確定傳輸模式集裝置包括：第一接收裝置，用於從基地台接收第一指示資訊，第一指示資訊指示傳輸模式集；以及第一確定裝置，用於根據第一指示資訊確定傳輸模式集。

替代地，確定傳輸模式集裝置包括：預先配置裝置，用於將傳輸模式集預先配置在使用者設備處。

行確定裝置，用於從傳輸模式集中確定一行。

較佳地，行確定裝置包括：第二接收裝置，用於從基地台接收第二指示資訊，第二指示資訊指示行；以及第二確定裝置，用於根據第二指示資訊從傳輸模式集中確定行。

替代地，行確定裝置包括：第三確定裝置，用於根據預定條件從傳輸模式集中確定行。

廣播裝置，用於根據所確定的行對應的傳輸模式進行設備到設備廣播，其中傳輸模式為：依次基於所確定的行中的每一個元素進行以下操作：當該元素為第一值時，進行廣播發送；當該元素為第二值時，進行廣播接收。

需要說明的是，上述實施例僅是示範性的，而非對本發明的限制。任何不背離本發明精神的技術方案均應落入本發明的保護範圍之內，這包括使用在不同實施例中出現的不同技術特徵，方法可以進行組合，以取得有益效果。

Claims

一種在無線通訊網路的使用者設備處用於進行設備到設備廣播通信的方法，該方法包括以下步驟：確定傳輸模式集，該傳輸模式集包括Walsh矩陣H₁和第一矩陣H₂中除第一行以外的所有行，其中該第一矩陣H₂等於該Walsh矩陣H₁和-1的乘積；從該傳輸模式集中確定一行；以及根據所確定的行對應的傳輸模式進行設備到設備廣播，其中該傳輸模式為：依次基於該所確定的行中的每一個元素進行以下操作：當該元素為第一值時，進行廣播發送；當該元素為第二值時，進行廣播接收。
根據申請專利範圍第1項所述的方法，其中，步驟確定傳輸模式集包括：該傳輸模式集被預先配置在該使用者設備處。
根據申請專利範圍第1項所述的方法，其中，步驟確定傳輸模式集包括：從基地台接收第一指示資訊，該第一指示資訊指示該傳輸模式集；以及根據該第一指示資訊確定該傳輸模式集。
根據申請專利範圍第1項所述的方法，其中，步驟從該傳輸模式集中確定一行包括：從基地台接收第二指示資訊，該第二指示資訊指示該行；以及根據該第二指示資訊從該傳輸模式集中確定該行。
根據申請專利範圍第1項所述的方法，其中，步驟從該傳輸模式集中確定一行包括：根據預定條件從該傳輸模式集中確定該行。
根據申請專利範圍第5項所述的方法，其中，該預定條件包括以下中的至少一項：i.該傳輸模式集中的各行的當前使用情況；ii.當前感興趣的來自其他使用者設備的廣播；和/或ii.當前通道的品質。
根據申請專利範圍第1項所述的方法，其中，該傳輸模式集包括該Walsh矩陣H₁和該第一矩陣H₂中的偶數行。
一種在無線通訊網路中用於進行設備到設備廣播通信的使用者設備，該使用者設備包括：確定傳輸模式集裝置，用於確定傳輸模式集，該傳輸模式集包括Walsh矩陣H₁和第一矩陣H₂中除第一行以外的所有行，其中該第一矩陣H₂等於該Walsh矩陣H₁和-1的乘積；行確定裝置，用於從該傳輸模式集中確定一行；以及廣播裝置，用於根據所確定的行對應的傳輸模式進行設備到設備廣播，其中該傳輸模式為：依次基於該所確定的行中的每一個元素進行以下操作：當該元素為第一值時，進行廣播發送；當該元素為第二值時，進行廣播接收。
根據申請專利範圍第8項所述的使用者設備，其中，該確定傳輸模式集裝置包括：預先配置裝置，用於將該傳輸模式集預先配置在該使用者設備處。
根據申請專利範圍第8項所述的使用者設備，其中，該確定傳輸模式集裝置包括：第一接收裝置，用於從基地台接收第一指示資訊，該第一指示資訊指示該傳輸模式集；以及第一確定裝置，用於根據該第一指示資訊確定該傳輸模式集。
根據申請專利範圍第8項所述的使用者設備，其中，該行確定裝置包括：第二接收裝置，用於從基地台接收第二指示資訊，該第二指示資訊指示該行；以及第二確定裝置，用於根據該第二指示資訊從該傳輸模式集中確定該行。
根據申請專利範圍第8項所述的使用者設備，其中，該行確定裝置包括：第三確定裝置，用於根據預定條件從該傳輸模式集中確定該行。
根據申請專利範圍第12項所述的使用者設備，其中該預定條件包括以下中的至少一項：i.該傳輸模式集中的各行的當前使用情況；ii.當前感興趣的來自其他使用者設備的廣播；和/或 ii.當前通道的品質。
根據申請專利範圍第8項所述的方法，其中，該傳輸模式集包括該Walsh矩陣H₁和該第一矩陣H₂中的偶數行。